CN103081826B - 大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法 - Google Patents

大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法，其特征在于：网衣为双层使用；在网衣上横向装钢：从上至下依次分为上纲、若干条由间隔设置的沉子纲与浮子纲组成的中纲、底纲，其中沉子纲与相邻的下方浮子纲的距离为该沉子纲与相邻上方浮子纲之间距离的1.5～2.5倍，第一个沉子纲和下方浮子纲之间的距离为第一个沉子纲和上纲之间距离的1.5～2.5倍；同时第一个沉子纲的给定沉力为90～110N，往下每条浮子纲及沉子纲的浮力或沉力依次递增18～22N；在网衣上纵向装纲：在网片横向每间隔6～8m装纲1条；本发明设计科学合理，制作简单，解决了大潮差下围网易纠缠的问题，避免了因网衣纠缠而导致养殖水体急剧减少、网片磨损、下纲脱离海底，发生逃苗等现象，保证了海水养殖的正常持续发展。

Description

大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法
技术领域
本发明属于水产品养殖设施领域，具体涉及一种大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法。
背景技术
我国自20世纪70年代以来，海水养殖发展极为迅速，但大部分为近海传统网箱养殖，由于残饵和鱼类排泄物超过海区的自然净化能力，造成海区的环境污染，从而引起鱼病频发，养殖鱼品质下降。由此导致市场对养殖鱼的认可度下降，鱼价近年来一直处于较低水平，网箱养殖亏损，严重影响了海水养殖业的可持续发展。20世纪90年代末，深海网箱养殖得到快速发展，但由于受到养殖设施尺寸的限制(目前常用的40～50m周长的深海网箱，水体约为1000m3～3000m3)，养殖水体仍然偏小，利用天然饵料的能力十分有限，而且网箱的网衣极易受到水流、波浪的影响而产生变形，造成养殖有效水体大大减小，其中的养殖对象更容易受到伤害而导致鱼病多发，养殖效果下降，同时一些深浅不一和底况复杂的高生产力海区(如天然礁区和人工鱼礁区等)往往不能设置深水网箱，因而深水网箱的设置海区和适养鱼种受到了较大的限制，直接影响到进一步推广应用。由此可见，探索和开展一种新的生态型、健康型近海养殖模式势在必行，近海围网养殖应运而生。
海洋捕捞生产中围网是指一种捕捞集群鱼类，规模大、产量高的过滤性渔具，而在养殖生产中应用的围网是指在湖泊、水库及港湾大面积水域中一种自然养成的养殖方式。围网的结构主要由长带形的网衣、绳索、浮子、沉子及桩等组成，如加强系泊装置并应用辅助设施，敷设在一定的海域中可应用于大面积的海水养殖。我国南部沿海台风侵袭频繁，浪高流急，围网养殖设施存在一定的破坏风险，特别是在大潮差条件下网衣非常容易发生纠缠，导致网片磨损；围网网衣纠缠时也会导致附近的养殖苗种发生伤害；大潮纠缠严重时，甚至会导致围网的下纲脱离海底，发生逃苗；小潮围网纠缠会导致养殖水体急剧减少，影响养殖效果。
因而近海围网养殖除了选择港湾、岙口型海域，应用天然的挡浪条件和人工防波堤来消波外，解决大潮差下围网防纠缠技术成为浅海围网养殖不容回避的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法，通过在网衣的上、中、下不同高度依次装配沉子纲和浮子纲，使各段网衣因受到不同的浮沉力而在不同层面堆积，解决了在大潮差条件下网衣易纠缠的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法，其特征在于在步骤上为：
1)根据围网的大小将若干网片横向绕缝制成网衣，网衣为双层使用；
2)在网衣上横向装纲：从上至下依次分为上纲、若干条由间隔设置的沉子纲与浮子纲组成的中纲、底纲，在沉子纲上悬挂有沉子，在浮子纲上悬挂浮子，其中沉子纲与相邻的下方浮子纲的距离为该沉子纲与相邻上方浮子纲之间距离的1.5～2.5倍，第一个沉子纲和下方浮子纲之间的距离为第一个沉子纲和上纲之间距离的1.5～2.5倍；同时第一个沉子纲的给定沉力为90～110N，往下每条浮子纲及沉子纲的浮力或沉力依次递增18～22N；
3)在网衣上纵向装纲：在网片横向每间隔6～8m装纲1条；
4)最后在底纲上固定多个沙袋将网衣的底部埋入海底固定，在上钢上悬挂浮子并通过绳索与桩固定，使网衣的上端高于最大潮位水面。
作为改进，所述网片采用聚乙烯单丝机织无结节网片，网片皆用横目，目大4～6cm。采用聚乙烯网片强度较高，另外，有利于附着藻类，浅海养殖鱼类活动时不易擦伤，网片皆用横目可以当渔具在浮、沉力的作用下，能使网具更易于改变作业高度，可减少网衣在下降时的受力，以达到更好的沉降效果。
作为改进，所述上纲为两根钢索，分别为上缘纲和上浮子纲，采用直扣式装配法，其中上缘纲穿过网片的每个网目，上浮子纲不穿过网目，通过网线绕缝上浮子纲与上缘纲，并间隔打一个半结固定。
作为改进，所述底纲为两根，分别为下缘纲和下沉子纲，两者采用直扣式装配法，其中下缘纲穿过网片的每个网目，下沉子纲不穿过网目，通过网线绕缝下沉子纲与下缘纲，并间隔打一个半结固定。
作为优选，所述沉子纲和浮子纲为间隔设置的三组，依次分布于网衣的上、中、下三个高度位置，所述沉子纲和浮子纲绕线时，需穿过装配线上的每一个网目，在每个网片与网片的绕缝处打一个结，绕满一圈后头尾相接，做一个鱼结固定。
再优选，所述沉子纲与相邻的下方浮子纲的距离为该沉子纲与相邻上方浮子纲之间距离的2倍，第一个沉子纲和下方浮子纲之间的距离为第一个沉子纲和上纲之间距离的2倍。
最后，所述浮子采用0.9～1.1N的泡沫浮子，所述沉子采用0.9～1.1N铅质沉子，所述浮子、沉子均匀分布在各个浮子纲和沉子纲上，其中第一个沉子纲的给定沉力优选为98N，往下每条浮子纲及沉子纲的浮力或沉力依次递增20N。使得网衣在浮/沉力的作用下充分的伸展，
与现有技术相比，本发明的优点在于：在网衣上横向装配的上钢与底纲之间装配有沉子纲和浮子纲，并且沉子纲与浮子纲呈间隔设置在网衣的上中下三层位置，同时合理地设计沉子纲与浮子纲之间的距离，以及沉子纲与浮子纲上的沉力或浮力，使得各段网衣因受到不同的浮沉力，从而避免了在大潮差条件下网衣在上部或下部过度堆积而造成纠缠，从而导致养殖水体急剧减少、网片磨损、下纲脱离海底，发生逃苗等现象，本发明设计科学合理，制作简单，解决了大潮差下围网易纠缠的问题，保证了海水养殖的正常持续发展。
附图说明
图1是养殖围网模型设计图；
图2是养殖围网模型的网衣装纲方案示意图；
图3试验室自制玻璃水槽；
图4是三种配纲方案的网衣堆积高度变化表；
图5上纲维持形状的实物图；
图6是在不加浮、沉子纲的情况下网衣上层堆积；
图7是采用方案三的装配的网衣三层分布；
图8是三种配纲方案的网衣堆积分布比例图；
图9是实际围网敷设大小图；
图10是实物围网网衣装配图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
1围网模型设计制作与防纠缠技术分析
1.1模型设计
根据相关网具理论，渔具在工作状态时网线伸长度不予考虑，网片是充分柔软的，且渔具在工作时网片的形状变化极慢，以至于在外力的作用下的网片每一微元，都可以看作处于平衡状态。
由于网片的阻力和网线直径d与网目目脚长度a的比值，即d/a成正比，因此只要模型网的d/a和实物网的d/a保持相等，两者的阻力应互成比例。而在制作模型网时可以选用两个不同的几何尺度比，对于渔具中钢索、网片长度，选用所谓大尺度比λ，保持几何相似，即L1/L2＝λ，而网线直径与目脚长度之比，选用小尺度比λd，即d1/d2＝a1/a2＝λd，其中下标1为实物，下标2为模型。
实物网总长275m，可取大比例尺λ＝L1/L2＝100，得模型网总长2.75m。而在深度方面，因为仅考虑沉降试验，因而深度方面的选择是至关重要的，选择深度为1m，则大比例尺应按λ＝H1/H2＝13计算。
1.2网片设计
现有实物网，网衣网线规格PE 36tex×3×3，查表得d1＝0.9mm，已知目大5cm，得a1＝2.5cm，模型采用网线规格PE 36tex×1×3，查表得d2＝0.5mm，已知目大2.5cm，得a2＝1.25cm，故取小尺度比λd＝2。
网衣采用聚乙烯(PE)单丝机织有结节网片，网线规格36tex×1×3，目大2.5cm，缩结系数0.707。上浮子纲及下沉子纲采用聚乙烯网线，规格36tex×13×3。网身配纲采用聚乙烯网线，规格36tex×5×3。
由于本设计主要研究网衣在大潮差条件下的工作状态，因此采用的设计方案中，网片皆横目使用，基于有节网片的缩节工艺，当渔具在浮、沉力的作用下，能使网具更易于改变作业高度。该用法可减少网衣在下降时的受力，以达到更好的沉降效果。
网片横目使用，剪裁成4片，高60目，横向目数及长度分布如图1，其中上纲(双纲)及底纲(双纲)总长275cm；横向装纲：共六条纲，从上至下分别编号：中纲1，2，3，4，5，6；纵向装纲：网片横向每30cm装纲一条，主要承受拉力，纲的分布如图2所示。
1.3模型制作
由于网目横目使用，故缝合网片时采用横边绕缝法，绕缝时先将网片的边缘互相对齐，网目互相合并，用带有异色缝线的网梭，穿过第一对合并的网目，打一个双套结，然后依次穿绕各对合并的网目，每隔7目打一半结，结尾处打一个双套节。绕缝的缝线松紧适当，其长度约等于缝合网片部位的拉直长度。
上纲采用双根上纲直扣式装配法，为了避免由于绳索退捻而发生缠卷网衣，选用捻向相反的三股捻绳，其中上缘纲穿过每个网目且每隔5目打一个半结，浮子纲不穿过网目，用同型网线绕缝浮子纲与上缘纲，每隔4目打一个半结。
下纲采用双根下纲直扣式装配法，其中下缘纲穿过每个网目，每隔5目打一个半结，沉子纲不穿过网目，用同型网线绕缝沉子纲与下缘纲，每隔4目打一个半结。
上纲装配浮子，每个浮子间距2～3mm，为固定上纲形状从而使试验获得最佳效果，在相邻浮子空隙中插入小段泡沫浮子，并用双面胶粘连。
沙袋设计：自制沙袋，平均每个装沙3N，总重55N。
中纲：按照图2的装配方案，中纲在绕线时，需穿过装配线上的每一个网目，在每个网片与网片的绕缝处打一个结，绕满一圈后头尾相接，做一个鱼结。
浮沉力配备：根据网目的尺寸配制浮子、沉子，每个沉子沉力为0.10N，每个浮子浮力0.05N。给定第一条沉子纲共1N的沉力，即在2.75m的纲1上装配10个沉子，每个浮子的中心间距0.28m。往下每条纲的浮/沉力递增0.2N，以此类推，求出每条纲的装配间距(表1)。
表1外加纲浮沉力设计
1.4网片防纠缠技术的研究方法
试验室自制玻璃水槽(图3)，规格1.5m×1.5m×1.2m(长×宽×高)，内壁附刻度标尺，最小刻度1mm，最大量程1m。实际测得双阀进水涨水速率0.9m/h，双阀放水降水速率1.2m/h。
每次放水过程记录网衣变形情况，分析变形原因并找出改进方案；记录堆积分布比例；记录堆积网衣原高度与堆积高度。堆积网衣原高度＝网高(1m)-当前水位；堆积高度为各堆积层的高度之和。最低水位定为40cm.
每次涨水完成记录网衣复原情况，以及是否有纠缠现象发生。
1.5试验方案
试验共运用了3种配纲方案，其中方案一是在网衣的横向加装6条纲而不在纲上悬挂浮子或沉子(空纲)；方案二是在方案一的基础上，按照表1的设计在1，3，5号纲上悬挂沉子；方案三在方案一的基础上，按表1中的设计在6条纲上悬挂浮子、沉子。
2数据记录与结果分析
2.1数据记录
由于涨落水时网衣在水中的形态是不断变化的，在较短的间隔内变化不明显。因此，结合试验时的经验，本次试验水位每降5cm记录一次比较明显的变化。现将三组试验记录列表如下：
表2网衣观察记录(方案一)
  水位(cm)   变形   堆积网衣原高度(cm)   堆积高度(cm)
  90   中纲2内陷   0   0
  85   中纲2上浮   15   5
  80   中纲2越过纲1   20   7
  75   中纲3上浮   25   8
  70   中纲1，2交叉   30   9
  65   中纲3越过纲1   35   10
  60   网身倾斜   40   12
  55  中纲4受挤变形   45   12
  50  中纲4，5交叉   50   13
  45  中纲1，2，3层积   55   14
  40  中纲6无变形   60   15
表3网衣观察记录(方案二)
  水位(cm)   变形   堆积网衣原高度(cm)   堆积高度(cm)
  90   中纲5下沉   0   0
  85   中纲5，6间内陷   15   8
  80   中纲5，6间内陷   20   6
  75   中纲5降至6下   25   7
  70   中纲5近底   30   9
  65   中纲5，6交叉   35   9
  60   中纲5贴底   40   11
  55   中纲3下沉   45   12
  50   中纲3，4间内陷   50   13
  45   中纲3，4下沉   55   12
  40   中纲3，4近底   60   10
表4网衣观察记录(方案三)
分析以上三组数据，采用装配方案三的网衣堆积高度最大，与方案二、三区别十分明显。图4为三种方案下网衣堆积高度变化折线图，从图中可见方案二，三中网衣堆积原高度50cm处的堆积高度有明显下降，是由于加装的沉子纲下压而导致堆积高度的缩小。并且开始发生堆积的时间也不同，方案三比方案一、二推迟5cm的涨水时间(3min)才出现堆积。堆积的高度越大，说明堆积越分散，发生纠缠的可能性就越小，故方案三比方案一、二更能有效的抗堆积。
图7为按照方案三装配的网衣，明显分为三层，中纲1，2间的网衣在上层，中纲3，4间的网衣在中层，中纲5，6间的网衣在下层。并且下层的中纲与底纲保持距离，不会缠底。
2.2试验结果与分析
选取发生堆积较明显时的水位，以10cm为间隔抽取水位70～40cm时的高度变化计算堆积系数，堆积系数＝堆积网衣原高度/堆积高度。
表5试验数据(方案一)
方案一在横向不再加浮沉力的情况下，聚乙烯材质的网衣由于本身微弱的浮力，致使最先发生堆积的部位在网衣上部，并且在达到最低水位时，70％的堆积分布在上层，30％的堆积分布在中层，由于上部网衣的浮性，网衣下部由始至终保持较好的形状，但堆积系数较大，上部过分堆积，须加横向沉子纲以消除纠缠隐患。
表6试验数据(方案二)
方案二在横向加3条沉子纲的情况下，上部网衣的浮力被抵消，沉子纲的沉力使网衣最先在下部堆积，由于沉力作用，90％的堆积分布在下层，堆积系数较大，尤其当下沉力纲贴底，中沉子纲近底时，网衣堆积系数骤升。且沉子纲贴底后与下纲发生纠缠，影响其在涨水时回复原有形态。因此，仅配备沉子纲反而加剧了堆积，增加了纠缠的可能性。故应同时搭配浮子纲。
表7试验数据(方案三)
方案三采用浮沉力纵向向下递增分布，沉降过程中，下部浮子纲对其上部的沉子纲起支撑作用，并且沉子纲上部的浮子纲对其有向上的拉力，使受拉力作用的网衣(每层约10cm)将堆积分散到各个层面。各浮-沉子纲间的距离可控制各堆积层面距离，在实际生产应用中，可根据网衣高度适当调整配纲数量，使网衣在更多层面堆积，以达到防止网衣大量堆积在一个层面，而引发纠缠事故。
图8直观地展示了三个方案的堆积分布比例，其中方案一网衣上部堆积严重，占堆积网高总数的70％，方案二网衣下部过度堆积，占堆积网高总数的90％，方案三分3层分布，且各层分布比例较平均。对比之下，方案三网衣的抗堆积能力比前两者更突出。2.3试验结果与预期结果比较
通过反复试验，得出的多次试验结果均与预期结果十分接近。第三组试验采用在网衣上、中、下各高度装配浮沉子纲，使各段网衣因受到不同的浮沉力而在不同层面堆积的设想，通过试验结果得到了肯定。通过模型试验准则，可将模型试验的结果换算并运用到实物网的装配设计中。
3实物网设计
3.1围网敷设水域面积大小
敷设围网所围的水域尺寸如图9所示：
所围水域是一个矩形，边长为96m，宽28.3m，矩形面积为2716.8m2，所敷设围网的长度应为：(96+96+28.3+28.3)×1.1＝273.5m(乘以1.1是考虑使网片长度富余点)，此长度为缩结后的长度。故所买制作围网的网片长度为273.5/0.707＝386.85m(水平缩结系数采用0.707，386.85m为缩结前的长度)。
3.2敷设水域水深和围网高度情况
所测鱼排周边水深情况为：
养殖码头附近水域的最大潮差为：5.78m(2009.8.21，高潮高5.86m，低潮高0.08m)
2009.4.11所测水深最大为3.65m(测量时潮高0.61m)，计算得8.9m(5.86+3.65-0.61)；
2009.4.12所测水深最大为8.40m(测量时潮高4.99m)，计算得9.27m；
2009.4.13所测水深最大为3.85m(测量时 潮高0.92m)，计算得8.79m；
据此分析敷设水深应按9.27m计算。
而敷设围网的高度还应考虑网底卷沙的长度，故实际敷设围网的高度为：9.27×1.1+1.0+1.5＝12.697m(乘以1.2是考虑使网片高度富余点，加上1.0m是考虑网底卷沙袋和绑传统网箱框架，加上1.5m是考虑波高为3m时波浪有1.5m的水面抬高)，此高度为缩结后的高度(由力纲缩结)。故所买制作围网的网片高度为12.697/0.707＝17.96m(垂直缩结系数采用0.707，17.96m为缩结前的高度)。
3.3围网设计和制作
围网为聚乙烯单丝有节结网片。
网片大小：长275m，宽13m；目大5cm，与目前使用的大网箱材料一样，两层网衣使用。
网具计算：分5块大小一样、另一块不一样的6块网片；其中5块的规格是50m长、13m深，另一块长25m、13m深。
横向装纲：分为上纲、沉子纲(1、3、5)、浮子纲(2、4、6)、底纲。其中两上纲和底纲均由目前最大网箱的纲索2根使用，浮、沉子纲，1根使用，共8条横向纲，固定装配，共2200米。主要是防止网衣在退潮时堆积。
纵向装纲：网片横向每7m装纲1条，与目前使用的大网箱纲绳一样，主要承受拉力。(图10)
3.4浮沉子纲配备
浮子采用浮力为0.10N的泡沫浮子，沉子采用沉力为0.10N的铅质沉子。模型上纲总长2.75m，实物上纲总长275m，按模大比例尺λ＝L1/L2计算，第一条沉子纲的沉力为模型网的100倍，给定沉力98N，往下每条纲的浮/沉力递增20N，以此类推，得出实物网防堆积装配方案如表8。
表8浮沉力配备

Claims (6)

1.一种大潮差下浅海养殖围网的防纠缠方法，其特征在于在步骤上为：
1)根据围网的大小将若干网片横向绕缝制成网衣，网衣为双层使用；
2)在网衣上横向装纲：从上至下依次分为上纲、若干条由间隔设置的沉子纲与浮子纲组成的中纲、底纲，在沉子纲上悬挂有沉子，在浮子纲上悬挂浮子，各沉子纲及其相邻上方的浮子纲之间距离互相相等；其中沉子纲与相邻的下方浮子纲的距离为该沉子纲与相邻上方浮子纲之间距离的2倍，第一个沉子纲和相邻的下方浮子纲之间的距离为第一个沉子纲和上纲之间距离的2倍；同时第一个沉子纲的给定沉力为90～110N，往下每条浮子纲及沉子纲的浮力或沉力依次递增18～22N；
3)在网衣上纵向装纲：在网片横向每间隔6～8m装纲1条；
4)最后在底纲上固定多个沙袋将网衣的底部埋入海底固定，在上钢上悬挂浮子并通过绳索与桩固定，使网衣的上端高于最大潮位水面。
2.根据权利要求1所述的防纠缠方法，其特征在于所述网片采用聚乙烯单丝机织无结节网片，网片皆用横目，目大4～6cm。
3.根据权利要求1所述的防纠缠方法，其特征在于所述上纲为两根钢索，分别为上缘纲和上浮子纲，采用直扣式装配法，其中上缘纲穿过网片的每个网目，上浮子纲不穿过网目，通过网线绕缝上浮子纲与上缘纲，并间隔打一个半结固定。
4.根据权利要求1所述的防纠缠方法，其特征在于所述底纲为两根，分别为下缘纲和下沉子纲，两者采用直扣式装配法，其中下缘纲穿过网片的每个网目，下沉子纲不穿过网目，通过网线绕缝下沉子纲与下缘纲，并间隔打一个半结固定。
5.根据权利要求1所述的防纠缠方法，其特征在于所述沉子纲和浮子纲为间隔设置的三组，依次分布于网衣的上、中、下三个高度位置，所述沉子纲和浮子纲绕线时，需穿过装配线上的每一个网目，在每个网片与网片的绕缝处打一个结，绕满一圈后头尾相接，做一个鱼结。
6.根据权利要求1所述的防纠缠方法，其特征在于所述浮子采用0.9～1.1N的泡沫浮子，所述沉子采用0.9～1.1N铅质沉子，所述浮子、沉子均匀分布在浮子纲和沉子纲上，其中第一个沉子纲的给定沉力为98N，往下每条浮子纲及沉子纲的浮力或沉力依次递增20N。
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